小鼠实验证明 , 纳米机器人可以被集群控制
新京报:在小白鼠身上做实验 , 得出了什么结论?
刘连庆:用小白鼠做实验 , 研究的内容主要是药物的靶向输运 。 学者主要验证了几个内容 。 首先 , 纳米机器人很小 , 不可能一个机器人去送药 , 一般情况下是形成一个集群 , 就像一群蚂蚁一样 , 现在进展证明了在活体小动物上 , 纳米机器人可以被集群控制 。
同时 , 纳米机器人集群对实体瘤定向性杀伤作用效果显著 。 不过必须要指出的是 , 学界并没有对这些老鼠进行长期的跟踪 。 如果在人身上使用时 , 纳米机器人不仅能够杀伤癌细胞 , 还要对人体尽可能没有副作用 。 但生物学实验上 , 目前几乎所有已发表的论文只关注主要指标 , 就是能不能把肿瘤消除 , 对老鼠其他生理状态观测比较少 。 所以 , 不能轻易下结论 , 说微纳机器人比现有放疗、化疗好很多 。 只能说 , 在“药物传递效率”这一指标上比传统方法要好 。
新京报:为什么使用纳米机器人药效比注射方式好?
刘连庆:静脉注射时 , 很多药被代谢掉了 , 能够真正到达病处的药量比较少 。 纳米机器人可以直接把药带到病患处 , 进行靶向性的治疗 。
纳米机器人可以通过注射的方式进入人体 , 用外界磁场对磁性材料制作的纳米机器人进行操作 。 磁的穿透作用比较好 , 磁对人体的伤害也比较小 , 比如做核磁共振就比较安全 。 现在的研究 , 大多数都是以磁性材料为载体制作用于医疗的微纳机器人 。
通俗来讲 , 人们通过超声和CT事先知道肿瘤的位置 。 以老鼠为例 , 微纳机器人(铁磁颗粒)注射进入老鼠体内后 , 用超声可以看到肿瘤的位置和微纳机器人的位置 。 工程师可以通过磁场控制微纳机器人到达肿瘤的位置 。 这些微纳机器人表面附着了一些能够杀死肿瘤的药物 , 药物缓慢释放 , 直接作用在肿瘤上 。
除了附着药物这种化学方式 , 还可以通过光热效应、磁热效应等 , 对纳米机器人集群进行加热 , 由于肿瘤细胞基本上高过四十摄氏度就死掉了 , 通过对纳米机器人局部加热的物理方式 , 提高区域温度 , 也可以实现肿瘤细胞的杀伤 。
应与药物研发机构合作 , 研究微纳机器人评价指标
新京报:微纳机器人研究需要解决的问题是什么?科幻场景还需要多久才能成为现实?
刘连庆:首先是材料的问题 , 一定要实现完全的生物兼容 。 生物学家经常会问 , 注入老鼠体内的东西最后去哪了?会不会对人体造成长期的伤害?目前没有确定性结论 。 第二个问题就是能源 , 如果用磁性材料 , 可以用磁场去控制 , 如果材料为了生物兼容使用非磁性材料 , 如何供能使纳米颗粒运动?能量从哪儿来?我觉得 , 生物兼容性和能源能量供给是最大的问题 。
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